带式输送机侧向动力学研究
本文关键词:带式输送机侧向动力学研究 出处:《辽宁工程技术大学》2014年博士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:带式输送机在散料输送中起着重要作用,带式输送机的侧向动力学影响着带式输送机的稳定运行,从激励源入手对带式输送机侧向动力学进行了全面研究.(1)系统分析带式输送机产生侧向跑偏的激励源.对由胶带本身的质量问题、胶带接头不对中、温度场分布不均衡等因素产生的激励进行分析,得到胶带本身结构特性产生的激励源的分布规律.对由回转托辊左右运转不平衡、托辊存在倾角、轴线与胶带中心线不垂直、托辊架倾斜等原因产生的侧向激励进行深入研究,分析了托辊产生激励源的作用机理和特点.分析了机架的直线度和水平度不够产生的侧向激励,研究了其作用机理.研究了物料偏载、滚筒直径两端不一致、滚筒轴线与输送机轴线不垂直等情形产生的侧向激励的作用规律.(2)研究了带式输送机防止侧向跑偏的向心力源的作用机理.从理论上分析了托辊前倾、锥形调心托辊、立辊式自动调心托辊、曲线回转体侧托辊型调心托辊、悬挂式调心托辊、吊挂串形调心托辊组等调心原理;研究了其产生使胶带回中的恢复力的作用机理.分析了胶带和物料自身的恢复力产生机理,确定了其对侧向运动的作用规律.研究表明胶带的侧向运行由使胶带跑偏的激励和防止跑偏的向心力共同作用产生的.(3)综合考虑各种侧向激励源作用,构造了胶带侧向运动的非线性动力学连续模型,推导了胶带侧向动力学方程,并确定了边界条件;根据实际情况简化模型,给出了解析解,进行了模态分析,确定了胶带侧向抗弯刚度、胶带的初张力、复位力是影响带式输送机侧向稳定运行的关键因素.(4)构造了胶带侧向运动有限元离散单元模型,根据具体工况条件,确定了边界条件并推导了带式输送机侧向运动的状态方程.根据工况条件对带式输送机侧向动力学特性进行仿真,揭示了胶带的侧向运动特征和规律,为胶带的跑偏防治提供了理论基础.(5)建立了调心托辊的动力模型,分析了立辊式调心托辊和曲线回转体托辊的调偏性能,揭示其调偏的滞后特性;提出了稳定型调心托辊的调心力与转角的关系.设计了液压(气动)伺服自动调偏装置,并对该装置进行控制系统建模仿真分析了其调偏的稳定性,通过实例进行了液压(气动)伺服自动调偏装置调偏性能与立辊式调心托辊进行了对比仿真研究,结果表明该调偏装置调偏性能明显优于立辊式调心托辊,避免了调偏的滞后性.(6)利用大型工矿装备研究中心的带式输送机设计了实验台和实验系统,并完成了胶带跑偏测试,测试结果具有与仿真结果一致性的规律,验证了理论模型的正确性;证明了液压伺服自动调偏装置调偏性能对比立辊式调心托辊的优越性.
[Abstract]:Belt conveyor plays an important role in bulk conveying. The lateral dynamics of belt conveyor affects the stable operation of belt conveyor. The lateral dynamics of belt conveyor is studied comprehensively from the source of excitation. (1) the driving source of lateral running deviation of belt conveyor is analyzed systematically. The belt joint is out of alignment due to the quality problem of belt itself. Based on the analysis of the excitation caused by the unbalanced distribution of the temperature field, the distribution law of the excitation source produced by the structural characteristics of the belt itself is obtained. The axial line is not perpendicular to the belt centerline, and the lateral excitation caused by the tilting of the roller frame is deeply studied. This paper analyzes the mechanism and characteristics of the excitation source produced by the roller, analyzes the lateral excitation caused by the lack of straightness and flatness of the rack, studies its action mechanism, and studies the bias load of the material and the inconsistency between the two ends of the roller diameter. The action law of lateral excitation caused by drum axis and conveyor axis is not perpendicular. (2) the action mechanism of the concentric force source of belt conveyor to prevent lateral running deviation is studied, and the forward tilting of the roller is analyzed theoretically. Taper center adjusting roller, vertical roller type automatic center adjusting roller, curve revolving body side roller type center adjusting roller, hanging type center adjusting roller, hanging string center adjusting roller group, etc. In this paper, the mechanism of the recovery force in the tape return is studied, and the mechanism of the recovery force of the tape and the material itself is analyzed. The study shows that the lateral movement of the belt is caused by the combined action of the driving force and the centripetal force to prevent the running deviation of the belt. (3) all kinds of lateral excitation sources are considered synthetically. The nonlinear dynamic continuous model of belt lateral motion is constructed, the lateral dynamic equation of belt is derived, and the boundary conditions are determined. According to the simplified model, the analytical solution is given, the modal analysis is carried out, and the lateral bending stiffness and the initial tension of the tape are determined. The reposition force is the key factor affecting the lateral stability of belt conveyors. The finite element discrete element model of belt lateral motion is constructed according to the specific working conditions. The boundary conditions are determined and the state equation of lateral motion of belt conveyor is deduced. According to the working conditions, the lateral dynamic characteristics of belt conveyor are simulated, and the characteristics and laws of lateral motion of belt conveyor are revealed. This paper provides a theoretical basis for the prevention and cure of belt deviation. (5) the dynamic model of the center adjusting roller is established, the performance of the vertical roller adjusting roller and the curve rotary body roller is analyzed, and the hysteresis characteristic of the adjustment is revealed. The relationship between the centering force and the rotation angle of the stable center-adjusting idler is put forward. The hydraulic (pneumatic) servo automatic deflecting device is designed, and the stability of the device is analyzed by modeling and simulation of the control system. The performance of the hydraulic (pneumatic) servo automatic bias adjusting device is compared with that of the vertical roller center adjusting roller through an example. The results show that the bias adjustment performance of the device is obviously superior to that of the vertical roller center adjusting roller. The belt conveyor of the large industrial equipment research center is used to design the experimental platform and the experimental system, and the belt deviation test is completed. The test results are consistent with the simulation results, and the correctness of the theoretical model is verified. It is proved that the performance of hydraulic servo automatic bias adjusting device is better than that of vertical roller center adjusting roller.
【学位授予单位】:辽宁工程技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TH222
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本文编号:1377619
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